水分胁迫后玉米杂交种结穗性变化和抗旱性的关系研究

[目的]研究水分胁迫后玉米杂交种结穗性和抗旱性的关系,为生产上评价和筛选抗旱丰产玉米的品种提供科学依据.[方法]对87份玉米杂交种进行大田正常灌水和干旱胁迫对比试验,对比研究受旱后玉米杂交种结穗性和抗旱性的相应变化.[结果]与正常灌水对照相比,干旱胁迫使杂交种的结穗率和单株产量显著降低.受旱后的结穗率与杂交种的抗旱性呈极显著的正相关.[结论]水分胁迫后玉米杂交种的结穗率与玉米抗旱性的关系密切,水分胁迫后的玉米结穗率可作为玉米抗旱品种筛选的一个重要指标.     

转基因玉米株高、ASI和穗部性状与抗旱性的关系研究

[目的]干旱是限制我国玉米生产的主要因素,利用转基因技术可有效提高玉米抗旱育种效率.对转基因玉米材料进行抗旱性鉴定评价,为筛选转基因玉米抗旱种质和转基因玉米抗旱育种提供科学依据.[方法]通过开花期干旱胁迫的方法,对61份转基因玉米材料进行抗旱性鉴定评价,研究转基因玉米材料ASI(散粉至吐丝的间隔期,天)、株高、产量与抗旱性的关系,受旱后粒重和穗重、轴粗和穗粗、百粒体积和百粒重等比值的变化;以及在受体基础上通过转基因提高玉米抗旱性的效果.[结果]正常灌水条件下株体适当、产量较高,而在受旱后株高下降少、ASI小的转基因玉米材料通常有较强的抗旱性,这与以往非转基因玉米的研究结果一致;无论受旱与否,玉米的穗粗和轴粗、穗重和粒重、百粒体积和百粒重之间存在显著的正比关系.[结论]转基因玉米的抗旱性在其受体基础上可提高25; ～53;,突破果穗和籽粒之间的正比关系可能是大幅提高玉米产量的一条关键途径.     

玉米籽粒构型与产量和抗旱性的关系分析

【目的】研究玉米受旱前后的籽粒性状变化及其与产量和抗旱性的关系,为玉米抗旱育种和节水栽培提供理论依据。【方法】以大田充分灌水量为100%,设置80%、60%、40%、20%和0%共5个欠量灌水比例,在此6种水分梯度水平上,测定10份玉米杂交种的10个籽粒构型相关性状指标,研究籽粒性状随灌水比例的变化趋势,以及与抗旱性的关系。【结果】随着灌水比例减少和旱情加重,玉米单株粒重、百粒重、粒长、粒宽、矩形性、粒色R和粒色G逐渐降低,而籽粒的粒厚、圆形性和粒色B则逐渐增加;单株粒重、百粒重、粒长、粒宽、粒厚、圆形性、矩形性、粒色R、粒色G在不同灌水比例间差异达到显著以上水平。【结论】玉米杂交种籽粒性状对干旱胁迫有明显的响应。单株粒重、百粒重、粒长、粒宽、粒厚、圆形性、矩形性、粒色R、粒色G可作为玉米抗旱鉴定和抗旱育种的参考指标。     

欠量灌水方法用于玉米抗旱性鉴定和评价研究

【目的】研究欠量灌水胁迫下,玉米抗旱性鉴定和评价所需的最佳灌水量,为玉米抗旱性的准确鉴定提供参考依据。【方法】以5个当前新疆主栽玉米品种为材料,在全生育期进行梯度欠量灌水胁迫处理,分析欠量灌水对玉米产量及抗旱性的影响。【结果】随着灌水总量5 283~2 283 m~3/hm~2逐渐降低,5个玉米品种的产量和抗旱性均呈下降趋势。灌水量在3 975 m~3/hm~2时5个玉米品种的产量和抗旱性差异最大。欠量灌水胁迫下单株产量与穗粒数和行粒数呈极显著正相关,与百粒重的相关性不显著。【结论】欠量灌水的供水总量为正常灌水对照的3/4时(3 975 m~3/hm~2),5个玉米杂交种产量下降一半,抗旱系数差异最大化,可用于玉米的抗旱性鉴定和评价。     

玉米抗旱性状的遗传力分析

[目的]干旱是限制我国玉米生产的主要因素,研究干旱胁迫下玉米抗旱性状的遗传力,为合理利用优良自交系配置杂交组合提供理论依据.[方法]采用完全双列杂交Griffing方法Ⅰ,研究不同抗旱性组合杂交后代的株高、ASI值、穗粒数、单株粒重等农艺和穗部性状的遗传力,同时分析农艺性状和穗部性状与抗旱性的关系.[结果]穗行数与抗旱性的相关性不显著,其余15个性状与抗旱性的相关程度达到了显著或极显著水平;气生根、秃尖、粒宽、穗行数、穗粗、ASI和株高主要受加性效应影响,其余9个性状主要受非加性效应的影响;穗行数、穗位高、ASI、穗粗、穗长、秃尖、株高、粒宽的广义和狭义遗传力都较高,单株粒重、行粒数、单穗重、百粒重、粒长和穗粒数的广义遗传力较高但狭义遗传力较低.[结论]秃尖、粒宽、穗粗、ASI和株高等性状可作为抗旱杂种后代早世代抗旱性鉴定指标;穗位高、穗长、单株粒重、穗粒数、单穗重、行粒数、粒长和百粒重等性状可作为抗旱杂种后代晚世代抗旱性鉴定指标.     

玉米自交系抗旱性评价指标体系的建立

 【目的】筛选玉米不同时期抗旱鉴定指标,建立玉米抗旱性评价体系。【方法】室内运用PEG（6000）胁迫处理,研究了种子吸水速率等7个指标与玉米抗旱性的关系;大棚内通过水分胁迫,研究了叶片相对含水量等24个指标与玉米抗旱性的关系。【结果】通过简单相关分析筛选出15% PEG溶液处理GDRI、相对发芽势,20% PEG溶液处理GDRI、相对发芽势及胁迫后苗期叶片水势、抽雄吐丝期叶片保水力、行粒数、单轴重、百粒重和对照相对值9个与抗旱系数或抗旱指数相关显著的指标。通过逐步回归分析筛选出5个指标：20% PEG溶液处理相对发芽势和胁迫后苗期叶片水势、抽雄吐丝期叶片保水力、行粒数、百粒重和对照相对值。根据逐步回归筛选出的指标和偏相关系数,建立了不同时期的抗旱评价（D值）方程和评价体系。【结论】20% PEG溶液处理相对发芽势和胁迫后苗期叶片水势、抽雄吐丝期叶片保水力、行粒数和百粒重和对照相对值可作为玉米抗旱性鉴定指标,利用这些指标建立的评价（D值）方程可对玉米抗旱性进行较好的评价。     

283份玉米田间抗旱性鉴定与筛选

【目的】欠量灌水胁迫下,利用抗旱系数和水区产量综合评价不同玉米材料的抗旱性,筛选兼顾抗旱丰产的玉米材料,为抗旱育种提供种质资源和理论依据。【方法】选择283份玉米材料,利用抗旱系数和水区产量双选择的方法,分析研究玉米抗旱性及水区产量、水区表型特性的变化。【结果】正常灌溉和干旱胁迫下产量均呈正态分布,抗旱系数呈偏态分布,平均抗旱系数为0.617,胁迫强度0.383。筛选出抗旱丰产的优异自交系15份,杂交组合3份。抗旱丰产自交系在水区表型特征变化范围为吐丝天数(58.5～71.0 d)、株高(150～208.1 cm)、穗位高(44.6～77.5 cm)、穗粒数(295～502粒/穗)、百粒重(16.5～36.0 g)和单株产量(60.4～90.5 g);抗旱丰产的杂交组合在水区表型特征变化范围为吐丝天数(61.5～63.0 d)、株高(275.6～287.8 cm)、穗位高(103.8～115.0 cm)、穗粒数(538～692粒/穗)、百粒重(34.9～38.9 g)和单株产量(165.7～186.8 g)。抗旱优异材料表现出单株产量和抗旱性均高于平均水平,生育期、株高、穗位高、穗粒数...     

玉米杂交种主要农艺性状的相关与通径分析

对103个玉米杂交种主要农艺性状的相关与通径分析表明,穗粗、行粒数、穗重、穗长、穗行数与单株粒重间均为正相关且相关系数较大,穗粗、行粒数、穗重、穗长、穗行数、百粒重对单株产量的直接通径系数也较大,故穗部性状在影响子粒产量诸因素中占主导地位。穗重是玉米单株产量的重要指标。同时指出,玉米杂交种的选育要注意到各农艺性状协调,找出适合当地的高产的杂交种。     

酒用糯高粱资源成株期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选

【目的】干旱是影响酒用糯高粱生产的主要因素之一,鉴定酒用糯高粱资源成株期的抗旱性,筛选抗旱指标,培育抗旱品种,对高粱产业的发展具有重要意义。【方法】以50份酒用糯高粱资源为材料,于2015年和2016年设置正常灌水和干旱胁迫2个处理在旱棚内进行田间试验,测定株高、穗长、茎粗、分蘖数、穗粒数、千粒重、单株粒重和产量,采用抗旱性度量值(D值)、综合抗旱系数(CDC值)、加权抗旱系数(WDC)、相关分析、频次分析、主成分分析、灰色关联度分析、隶属函数分析、聚类分析和逐步回归分析相结合的方法,对其进行成株期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选。【结果】干旱胁迫对各指标均有极显著影响。相关分析表明,产量与分蘖数、穗粒数和单株粒重呈极显著正相关,与穗长、茎粗和千粒重呈显著正相关,与株高呈不显著的正相关。频次分析表明,各指标对干旱胁迫反应的敏感程度依次为产量、穗粒数、分蘖数、单株粒重、千粒重、茎粗、穗长和株高。主成分分析表明,5个主成分可代表酒用糯高粱抗旱性84.26%的原始数据信息量。基于D值、CDC值和WDC值的供试酒用糯高粱材料抗旱性排序相近。灰色关联度分析表明,各指标DC值与D值间的关联度大小依次为产量、分蘖数、穗粒数、单株粒重、千粒重、穗长、茎粗和株高,这与各指标DC值与WDC值的密切程度基本吻合。根据D值进行聚类分析,可将供试酒用糯高粱材料划分为5个抗旱级别,其中Ⅰ级2份、Ⅱ级16份、Ⅲ级28份、Ⅳ级2份、Ⅴ级2份。除茎粗和分蘖数外,其余指标的隶属函数值、CDC值、D值和WDC值均随抗旱级别的升高而增大。逐步回归分析表明,与D值密切相关的指标有分蘖数、穗粒数和单株粒重。【结论】干旱胁迫对酒用糯高粱资源成株期各指标均有极显著影响。确定了D值为适宜的抗旱性鉴定方法。筛选出成株期抗旱性强的酒用糯高粱材料分别为粱丰141-3和粱丰247-3,可为酒用糯高粱抗旱育种、抗旱机理及干旱调控缓解机制的研究提供基础材料。分蘖数、穗粒数和单株粒重可作为酒用糯高粱资源成株期简单、直观的抗旱性评价指标。     

玉米抗旱性状的遗传力分析

【目的】干旱是限制我国玉米生产的主要因素,研究干旱胁迫下玉米抗旱性状的遗传力,为合理利用优良自交系配置杂交组合提供理论依据。【方法】采用完全双列杂交Griffing方法I,研究不同抗旱性组合杂交后代的株高、ASI值、穗粒数、单株粒重等农艺和穗部性状的遗传力,同时分析农艺性状和穗部性状与抗旱性的关系。【结果】穗行数与抗旱性的相关性不显著,其余15个性状与抗旱性的相关程度达到了显著或极显著水平;气生根、秃尖、粒宽、穗行数、穗粗、ASI和株高主要受加性效应影响,其余9个性状主要受非加性效应的影响;穗行数、穗位高、ASI、穗粗、穂长、秃尖、株高、粒宽的广义和狭义遗传力都较高,单株粒重、行粒数、单穗重、百粒重、粒长和穗粒数的广义遗传力较高但狭义遗传力较低。【结论】秃尖、粒宽、穗粗、ASI和株高等性状可作为抗旱杂种后代早世代抗旱性鉴定指标;穗位高、穂长、单株粒重、穗粒数、单穗重、行粒数、粒长和百粒重等性状可作为抗旱杂种后代晚世代抗旱性鉴定指标。     

抽雄期干旱胁迫与复水对不同玉米品种生长及产量的影响

[目的]探讨广西不同玉米品种在抽雄期对干旱胁迫及旱后复水的响应,为玉米抗旱机理研究、抗旱品种选育及广西玉米秋播用种选择提供理论依据.[方法]在大棚内采用桶栽法对桂单0810、迪卡008、正大619、琛玉969和桂单901等5个玉米品种在抽雄期进行4、8、12、16和20d的干旱胁迫处理及相应胁迫时间后的复水处理试验,每个品种均以正常浇水为对照.[结果]干旱胁迫下各玉米品种的冠干重、根干重、次生根数、最长根长和绿叶数均比对照下降,且各指标与对照比值随胁迫时间的延长而下降.复水后,各指标的恢复生长量随胁迫时问的增加而减少;除最长根长在干旱胁迫4 d后复水出现超补偿生长外,其他指标均未产生超补偿效应.桂单0810、迪卡008和正大619在干旱胁迫下各指标的降幅均小于琛玉969和桂单901;复水后,前者的恢复能力又高于后者桂单0810、迪卡008和正大619的抗旱系数和抗旱指数均高于琛玉969和桂单901,通过抗旱系数的聚类分析,可将5个玉米品种分为两大类,桂单0810、迪卡008和正大619归为抗旱性较强的品种,桂单901和琛玉969归为抗旱性较弱的品种.[结论]桂单0810、迪卡008和正大619在抽雄期受干旱胁迫时根、冠生长所受影响较小,且在复水后能够有效地恢复生长,从而保证较高的生物量及产量,可作为广两秋播玉米抗旱品种推广应用.     

小麦品种(系)抗旱节水指标及调控机理研究

[目的]研究小麦抗旱节水指标及调控机理。[方法]对96个不同类型的小麦品种(系)的表型性状、生理性状与抗旱指数、产量-水分高效利用指数进行聚类分析、相关分析、通径分析、多元回归分析,探讨小麦抗旱节水指标及调控机理。[结果]在极度干旱年份小麦的株高、穗数和穗粒数下降严重,产量尚不及水地产量的1/4;相关分析发现:干旱条件下小麦的穗数、饱满度、穗粒数、株高和花后21 d的植被指数与抗旱指数极显著相关,干旱条件下小麦的大部分表型性状和花后10 d的冠层-空气温差与产量-水分高效利用指数显著相关;通径分析发现:8个表型性状对小麦抗旱指数的直接贡献大小依次为穗数(1.335)、最高总茎数(|-1.014|)、成穗率(|-0.955|)、株高(0.488)、穗粒数(0.435)、千粒重(0.038)、容重(0.024)、饱满度(0.017),对小麦产量-水分高效利用指数的直接贡献大小依次为穗数(1.945)、最高总茎数(|-1.420|)、成穗率(|-1.398|)、穗粒数(0.481)、株高(0.206)、千粒重(0.204)、容重(0.119)、饱满度(|-0.049|);进而构建了小麦表型性状对小麦抗旱节水性的多元回归方程,得出各种性状之间抗旱节水的数量依存关系和变动的规律。[结论]该研究对小麦抗旱节水高产育种具有重要的指导作用和应用价值。     

我国不同年代主要玉米品种耐旱性鉴定与评价

[目的]鉴定评价我国不同年代大面积推广的35个主要玉米品种的耐旱性.[方法]采用裂区设计,不同水分管理为主处理,品种为副处理,重复3次.调查生育期、单株籽粒产量和相关农艺性状,计算耐旱系数和产量耐早性指数,进行耐早性分析评价.[结果]单株籽粒产量耐旱系数与穗长、穗粗、行粒数和百粒重的耐旱系数呈极显著和显著正相关,相关系数分别为0.586、0.522、0.542和0.350,各农艺性状与单株产量的相关程度为:穗长＞行粒数＞穗粗＞百粒重＞雄穗长＞穗位高＞株高;产量耐早性指数表明,不同年代玉米品种耐旱性差异显著,随年代的变化,耐旱性呈逐渐增强趋势,2000年代玉米品种耐旱性显著优于其他年代品种.[结论]采用产量耐早性指数结合主要农艺性状耐早系数可有效评价玉米品种耐早性.参试品种中耐旱性极强的品种为先玉335和沈单16号;耐旱性强的品种为黄417、沈单7号、掖单2号、吉单180、掖单13、农大108、登海9号、鲁单981等.     

玉米杂交种苗期抗旱性鉴定与评价

[目的]确定玉米杂交种苗期抗旱性的鉴定指标,进一步筛选出苗期抗旱性强的玉米品种。[方法]以河北省主推和新审定的20个玉米杂交种为材料,通过苗期沙培试验,测量苗期根条数、根长、根表面积、根系平均直径、根体积、总生物量、鲜重根冠比、干重根冠比8个根系性状。[结果]干旱胁迫对苗期8个根系性状均产生了不同程度的影响。根长、根表面积和干重根冠比在不同品种间和不同处理间均表现显著差异,可作为抗旱指标。综合3个抗旱指标的分类结果,认为农单08-5为强抗旱品种,伟科702和郑单958为中度抗旱品种,先玉335为弱抗旱品种。[结论]该研究筛选出苗期抗旱性玉米品种,为玉米的高产栽培提供理论依据。     

不同基因型玉米品种抗旱性田间鉴定研究

为研究不同品种玉米在干旱条件下的形态与产量性状、明确不同基因型玉米品种的抗旱性,采用产量抗旱指数为评价参数,分析各性状与参数间的关系,筛选出有效的综合评价指标,并对各品种的抗旱性进行分类。结果表明,干旱处理下玉米品种籽粒产量均明显低于正常处理,雌雄开花间隔增加,株高和穗位高降低,穗短小,秃尖多,穗粒数少,粒质量轻,最终导致产量下降。雌雄开花间隔、保绿性与产量抗旱指数之间呈极显著或显著相关。通过这些形态指标可鉴选出抗旱性好的品种。     

花期干旱胁迫对不同夏玉米品种花后干物质积累运转及产量的影响

【目的】明确花期不同程度干旱胁迫对夏玉米花后干物质运转的影响机制,为夏玉米抗旱栽培提供理论依据。【方法】于2018—2019年在人工控水条件下,以干旱敏感型品种伟科702（WK702）和耐旱型品种郑单958（ZD958）为供试材料,于玉米花期设4个干旱胁迫处理,分别为CK（对照,全生育期正常灌水）、T1（花前干旱胁迫）、T2（花后干旱胁迫）和T3（花期连续干旱胁迫）,探究花期不同程度干旱胁迫对玉米植株形态、叶面积指数、花后干物质积累分配及运转和籽粒产量的影响。【结果】花前干旱胁迫能抑制株高、穗位高、茎粗和叶面积的生长,而花后干旱胁迫的影响较小,但生育后期叶面积指数下降幅度较大。花期干旱胁迫不仅显著降低夏玉米花后干物质积累量（P<0.05,下同）,还抑制茎叶等营养器官干物质向籽粒的运转,降低干物质运转量、运转率及其对籽粒产量的贡献率,使成熟期干物质在籽粒中的分配比例减少。花前干旱胁迫对夏玉米穗长、穗粗、穗粒数和百粒重等穗部性状的影响大于花后干旱胁迫。花期干旱胁迫导致夏玉米籽粒产量显著下降,其中花期连续干旱胁迫籽粒产量降幅最大,花前干旱胁迫籽粒产量降幅大于花后干旱胁迫;ZD958在T1、T2和T3处理下的籽粒产量分别比对照下降20.1%、15.6%和35.9%,WK702分别比对照降低32.3%、19.3%和51.3%。【结论】花期干旱胁迫在不同程度上影响夏玉米的植株形态、有效光合面积、花后干物质积累与运转等,导致夏玉米产量显著降低,对干旱敏感型品种WK702花后干物质积累与运转的抑制高于耐旱型品种ZD958。     

抽雄期干旱胁迫与复水对不同玉米品种生长及产量的影响

[目的]探讨广西不同玉米品种在抽雄期对干旱胁迫及旱后复水的响应,为玉米抗旱机理研究、抗旱品种选育及广西玉米秋播用种选择提供理论依据.[方法]在大棚内采用桶栽法对桂单0810、迪卡008、正大619、琛玉969和桂单901等5个玉米品种在抽雄期进行4、8、12、16和20 d的干旱胁迫处理及相应胁迫时间后的复水处理试验,每个品种均以正常浇水为对照,分别于相应干旱胁迫时间后的第1 d及旱后复水15 d取样,统计次生根数、最长根长和绿叶数,测定各处理根、冠干物质量,计算各指标与对照的比值;成熟期计算单株果穗产量,以产量为基准计算抗旱系数和抗旱指数,并对抗旱系数进行聚类分析.[结果]干旱胁迫下各玉米品种的冠干重、根干重、次生根数、最长根长和绿叶数均比对照下降,且各指标与对照比值随胁迫时间的延长而下降.复水后,各指标的恢复生长量随胁迫时间的增加而减少;除最长根长在干旱胁迫4 d后复水出现超补偿生长外,其他指标均未产生超补偿效应.桂单0810、迪卡008和正大619在干旱胁迫下各指标的降幅均小于琛玉969和桂单901;复水后,前者的恢复能力又高于后者.桂单0810、迪卡008和正大619的抗旱系数和抗旱指数均高于琛玉969和桂单901,通过抗旱系数的聚类分析,可将5个玉米品种分为两大类,桂单0810、迪卡008和正大619归为抗旱性较强的品种,桂单901和琛玉969归为抗旱性较弱的品种.[结论]桂单0810、迪卡008和正大619在抽雄期受干旱胁迫时根、冠生长所受影响较小,且在复水后能够有效地恢复生长,从而保证较高的生物量及产量,可作为广西秋播玉米抗旱品种推广应用.     

六倍体小黑麦灌浆期抗旱性分析

采用盆栽在六倍体小黑麦灌浆期控水模拟干旱,分析干旱对各个农艺性状指标的影响,然后采用模糊隶属函数与抗旱系数相结合的方法对品种灌浆期的抗旱性进行综合分析,再利用灰色关联度分析各个形态指标与抗旱性的关系,结果表明:(1)灌浆期水分胁迫下所有品种都表现出株高降低,穗长变短,单株粒重、千粒重下降,每穗总小穗数、主茎穗粒数减少,而且与对照之间达差异显著或极显著;(2)品种“Tornado”对灌浆期干旱具有强的抗性,可作为今后小麦抗旱育种的种质资源;(3)单株粒重、主茎穗粒数、千粒重与抗旱性关联度大,可作为灌浆期抗旱形态指标。